تمامًا مثلما يؤدي الوقوع في فخ شبكة العنكبوت إلى تغيير حياة الذبابة بشكل جذري، فإن المجرات المحاصرة في الشبكة الكونية الواسعة تتغير بشكل كبير ولا رجعة فيه.
الآن، يهدف علماء من جامعة كانساس إلى فهم أفضل للآليات التي تلعب دوراً في تشكيل مجموعات من المجرات أثناء انتقالها عبر شبكة كونية من بيئات مختلفة.
يقود أستاذ الفيزياء وعلم الفلك في جامعة كاليفورنيا جريجوري رودنيك هذا الجهد، الذي يتضمن إعادة إنشاء الشبكة الكونية في محاكاة حاسوبية، ثم دراسة محتوى الغاز وخصائص تكوين النجوم في المجرات أثناء تحركها عبر تلك الشبكة. سيستخدم هذا الجهد صورًا لحوالي 14000 مجرة من DESI Legacy Survey، ومستكشف مسح الأشعة تحت الحمراء واسع النطاق (WISE)، ومستكشف Galaxy Evolution Explorer (GALEX) التابع لناسا؛ سيقوم الفريق بجمع ملاحظات إضافية باستخدام تلسكوب Planewave الذي يبلغ قطره 0.7 متر في سيينا.
وقال رودنيك في بيان “الهدف الأساسي لهذا المشروع هو فهم تأثير العوامل البيئية على تحول المجرات”. “في الكون، تنتشر المجرات في توزيع غير منتظم يتميز بكثافات متفاوتة. وتتجمع هذه المجرات في مجموعات كبيرة، تضم مئات إلى آلاف المجرات، بالإضافة إلى مجموعات أصغر، تتكون من عشرات إلى مئات المجرات.”
متعلق ب: قد يتم حل لغز “ORCs الكونية” الشاسعة – دوائر راديوية غريبة تشمل مجرات بأكملها –
وأشار رودنيك إلى أن المجرات يمكن أن تتواجد في مجموعات أو مجموعات، أو قد تسكن في مناطق أكثر عزلة وأقل كثافة من الكون تسمى “المجال”.
في حين أن الدراسات السابقة التي قامت بمحاكاة الشبكة الكونية والمجرات الموجودة بداخلها قارنت المجرات الموجودة في العناقيد والمجموعات بتلك المجرات المنفردة في هذا المجال، فقد أهملت تحليل الهياكل الخيطية المطولة من الغاز والغبار والنجوم التي تربط النوع العنقودي.
أخذ رودنيك وزملاؤه في الاعتبار هذا الطريق الكوني السريع، مع التركيز على البيئات الخيطية التي تواجهها المجرات، وكيفية توجيه المجرات إلى مجموعات وعناقيد في المقام الأول، وكيف تؤثر الخيوط على تطورها.
وقال رودنيك: “تتبع المجرات طريقًا إلى هذه الخيوط، حيث تعيش بيئة كثيفة لأول مرة قبل أن تتقدم إلى مجموعات وعناقيد”. “إن دراسة المجرات في الخيوط تسمح لنا بفحص اللقاءات الأولية للمجرات مع البيئات الكثيفة.”
وأضاف رودنيك أن معظم المجرات التي تدخل “المراكز الحضرية” للمجموعات، تفعل ذلك على طول “الطرق السريعة” للشبكة الكونية، مع عدد صغير يسلك “طرقًا ريفية” تنقلها إلى العناقيد والمجموعات دون التفاعل كثيرًا مع محيطها.
وقال رودنيك: “في حين أن الخيوط تشبه الطرق السريعة بين الولايات، فإن هذه الطرق الأقل حركة المرور إلى المناطق الكثيفة تشبه تشبيه القيادة على الطرق الريفية في كانساس للوصول إلى حدود المدينة”. “يمكن أن توجد المجرات في خيوط أو تكون في مجموعات تتواجد في خيوط مثل الخرز على خيط. في الواقع، معظم المجرات في الكون موجودة ضمن مجموعات.”
ويأمل الفريق أنه من خلال هذه المحاكاة، سيكون من الممكن الحصول على نظرة ثاقبة لبداية التأثيرات البيئية على المجرات وفك تشفير كيفية تصرف المجرات في الخيوط والمجموعات التي توجد فيها بشكل شائع.
المجرات المحاصرة تولد النجوم
سيكون أحد الجوانب الرئيسية للعمل الذي يقوم به فريق جامعة الكويت هو تقييم كيفية تأثير ظروف خيوط الشبكة الكونية على معالجة الغاز في الجيوب ذات الكثافة الزائدة، والتي يطلق عليها العلماء “دورة الباريون”.
ونظرًا لأن النجوم تولد عندما تنهار كتل كثيفة جدًا من الغاز والغبار، فإن اضطرابات دورة الباريون يمكن أن تعزز أو تعيق تكوين النجوم، وبالتالي تزيد أو تبطئ نمو المجرات.
وقال رودنيك: “الفضاء بين المجرات يحتوي على غاز. وفي الواقع، معظم الذرات في الكون موجودة في هذا الغاز، وهذا الغاز يمكن أن يتراكم في المجرات”. “يخضع هذا الغاز الموجود بين المجرات للتحول إلى نجوم، على الرغم من أن كفاءة هذه العملية منخفضة نسبيًا، حيث تساهم نسبة صغيرة فقط في تكوين النجوم. ويتم طرد الأغلبية على شكل رياح كبيرة.”
تصبح بعض هذه الرياح تدفقات خارجة تهب من المجرات عائدة إلى الفضاء، بينما تعود المواد الأخرى التي تحملها الرياح إلى مجرتها الأصلية، وتتراكم ويتم إعادة تدويرها أخيرًا كجزء من دورة الباريون.
وأوضح رودنيك: “يمكن تصور المجرات كمحركات معالجة الباريون، حيث تسحب الغاز من الوسط بين المجرات وتحول بعضًا منه إلى نجوم”. “النجوم، بدورها، تتحول إلى مستعر أعظم، منتجة عناصر أثقل. وينفجر جزء من الغاز إلى الفضاء، ليشكل نافورة مجرية تعود في النهاية إلى المجرة.”
عندما تواجه المجرات بيئة كثيفة على الشبكة الكونية، يمكنها تغيير ضغطها الداخلي وتعطيل دورة الباريون عن طريق تجريد المجرة من الغاز أو حرمانها من إمدادات الغاز المستقبلية.
وينتج عن ذلك مصانع النجوم المجرية، الموجودة في قلوب العناقيد، والتي تتباطأ حتى تتوقف عندما يتم إخماد المواد الخام التي تولد النجوم.
وقال رودنيك: “يؤثر الاضطراب على امتصاص وطرد الغاز من قبل المجرات، مما يؤدي إلى تغييرات في عمليات تكوين النجوم”. “على الرغم من أنه قد تكون هناك زيادة مؤقتة في تكوين النجوم، إلا أنها في جميع الحالات تقريبًا تؤدي في النهاية إلى انخفاض في تكوين النجوم.”
قصص ذات الصلة
– ما هي المجرات الراديوية؟
– يمكن أن يساعدنا الاندفاع الراديوي المحطم للأرقام القياسية في العثور على المادة المفقودة في الكون
– شوهد الضوء من الشبكة الكونية التي تربط المجرات للمرة الأولى (فيديو)
نأمل أن تساعد عمليات المحاكاة التي أجراها الفريق العلماء على فهم دورة الباريون بشكل أفضل، وهو الأمر الذي تم تسليط الضوء عليه كموضوع علمي رئيسي للعقد القادم من خلال مسح Astro2020 Decadal.
وسيشمل البحث أيضًا التواصل العلمي مع طلاب المدارس الثانوية في كانساس ونيوجيرسي حتى عام 2026. وسيشمل ذلك تزويد المدارس بـ 11 جهاز MacBook Pro للسماح للطلاب بالتفاعل مع المشروع البحثي.